EP3269028A1 - Elektrische anordnung mit teilmodulen - Google Patents

Elektrische anordnung mit teilmodulen

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EP3269028A1
EP3269028A1 EP15721597.1A EP15721597A EP3269028A1 EP 3269028 A1 EP3269028 A1 EP 3269028A1 EP 15721597 A EP15721597 A EP 15721597A EP 3269028 A1 EP3269028 A1 EP 3269028A1
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EP
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protection module
module
arrangement
actuator
connection
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Rodrigo Alonso Alvarez Valenzuela
Martin Pieschel
Ervin SPAHIC
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Siemens Energy Global GmbH and Co KG
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Siemens AG
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Definitions

  • the invention relates to an arrangement comprising at least one series connection with at least two series modules connected in series and an inductance.
  • the invention has for its object to improve an arrangement of the type specified in terms of reliability.
  • the invention provides that at least one of the sub-modules of one or more of the series circuits comprises a boost-buck converter and a memory module and electrically connected between the boost-buck converter and the memory module, a protection module with at least one actuator.
  • Memory module can be separated from the boost-buck converter by means of the actuator and thus can be prevented that the energy stored in the memory module feed a Feh ⁇ lerstelle in Hochsetz-buck or in the Hochsetz-buck converter upstream module of the arrangement and further damage or can cause complete destruction of the arrangement.
  • the protection module can protect the device from internal destruction by the Protect energy of the memory module after an error has been detected and, for example, a separation of the arrangement has already taken place by an external power distribution network and a supply of the fault has been suppressed from the outside by the power distribution network already.
  • the protection module prevents an internal power supply of the Def ⁇ coupler adjusting and can safety devices which are provided for hen for separating the arrangement from an external power distribution network and for preventing an external supply of the fault location, support.
  • the arrangement is preferably one
  • Converter arrangement in particular a converter arrangement in the form of a Multilevelumrichters.
  • the or one of the actuators of the Schutzmo ⁇ duls is an electrical switch which is arranged electrically such that it is in the on state, a first and a second input terminal, with which the Schutzmo- module is connected to the Hochsetz-Tiefsetzsteiler, and / or a first and a second output terminal, with which the protection module is connected to the memory module short-circuits.
  • the protection module has a first and a second input terminal for connection to the step-up step-down divider and at least two actuators, of which an actuator between the first input terminal of the protection module and an inner terminal of the protection module and an actuator is connected between the inner terminal of the protection module and the second input terminal.
  • the protection module has a first and a second output connection for connection to the memory module and at least two actuators, of which an actuator is connected between the first output connection of the Protective module and an inner terminal of the protection module and an actuator between the inner terminal of the protection module and the second output terminal is connected. It is considered to be particularly advantageous if the protection module has a first and a second input connection for connection to the step-up step-down converter and a first and a second output connection for connection to the memory module and the second input connection and the second output connection are connected to one another.
  • the protection module comprises at least three actuators, of which a first actuator between an inner connection of the protection module and the second input terminal of the protection module is connected, a second actuator Zvi ⁇ rule the first output terminal of the protection module and the internal terminal of the protection module is connected and a third actuator between the first input terminal of the protection module and the inner terminal of the protection module is switched.
  • the first actuator is preferably a switch. With regard to short switching times and a safe switching on or a safe electrical closing, it is considered to be advantageous if the first actuator is an irreversibly switching, in particular a pyrotechnically driven, switch.
  • the second and / or third actuator preferably has a fuse or is formed by such.
  • the protection module comprises a trip unit, which switch a trigger signal to the A ⁇ or electrical Close tuatoren at least one of the AK, especially of the first actuator, generated when at least one electrical quantity, in particular a measured value, indicates a fault, in particular a predetermined one
  • the trip unit is configured such that it generates the trip signal when the amount of current at the first or second input terminal of the protection module, a predetermined first current threshold, the amount of current at the first or second output terminal of the protection module, a predetermined second current threshold and / or the amount the voltage between the first and second output terminal of the protection module reaches or exceeds a predetermined voltage threshold.
  • the trip unit is so designed from ⁇ that they at least in the turns on a switch before ⁇ orderly step-down converter when the loading support of the current of the protection module on the first or second input terminal reaches the first current threshold or any ⁇ goes by.
  • the invention furthermore relates to a method for operating an arrangement which comprises at least one series connection with at least two series-connected partial moduli and an inductance.
  • At least one of the sub modules of one or several ⁇ rer of the series circuits includes a buck-boost converter and a memory module and electrically connected between the
  • Step-up buck converter and the memory module is a Schutzmo ⁇ module with at least one actuator is connected and the protection module disconnects the boost-buck converter of the memory module when at least one electrical variable indicates a fault ⁇ lerfall.
  • Figure 1 shows an embodiment of an inventive
  • Figure 2 shows an embodiment of a
  • Inverter device which can be used in the arrangement according to FIG. 1 and has a delta connection
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a series circuit having a plurality of submodules, which can be used in the converter device according to FIG. 2,
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a submodule that can be used in the series connection according to FIG. 3,
  • Figure 5 shows an embodiment of an input module which can be used in the sub-module according to Figure 4
  • Figure 6 shows a further exemplary embodiment of an input ⁇ module that can be ⁇ sets in the part module according to Figure 4
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a boosting
  • Step-down divider which in the submodule according to FIG.
  • Figure 8 shows another embodiment of a
  • Step-up step-down divider that can be used in the submodule according to FIG. 4, 9 shows an exemplary embodiment of a protection module that can be used in the submodule according to FIG. 4, FIG. 10 shows an exemplary embodiment of a deployment unit for the protection module according to FIG. 9, FIG.
  • Figure 11 shows an embodiment of a
  • Inverter device which can be used in the arrangement according to FIG. 1 and has a star circuit ,
  • Figure 12 shows an embodiment of a
  • Inverter device which can be used in the arrangement of Figure 1 and has a bridge circuit
  • Figure 13 shows an embodiment of a single-phase
  • Inverter device that can be used in a single-phase arrangement.
  • FIG. 1 shows an arrangement 10 which has a
  • Inverter device 20 a drive circuit 30, a current sensor 40 and a voltage sensor 50 includes.
  • the converter device 20 has three input AC voltage connections E20a, E20b and E20c, which are connected to a dreipha ⁇ sige electrical line 80. Via the three-phase line 80, the converter device 20 is connected to a connection rail 90 and an energy distribution network 100, which is indicated only schematically.
  • the arrangement 10 according to FIG. 1 can be operated, for example, as follows:
  • the drive circuit 30 measures by means of the current sensor 40 on the input side hineinflie ⁇ sequent to the inverting means 20 (or out-flowing) three-phase input gear change current Ie and the voltage sensor 50, the voltage applied to the inverter device 20 three-phase input ⁇ voltage and determined by these measured values, the state of the energy distribution network 100. In addition, it determines the working state of the converter device 20 on the basis of measured values, which are detected within the converter device 20 by current and / or voltage sensors (not shown further).
  • the drive circuit 30 determines an optimal control of the converter device 20 in such a way that the energy distribution network 100 optimally optimizes
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a
  • Inverter device 20 which can be used in the arrangement 10 according to FIG. One recognizes the three machinesswech- selpressivesan Something E20a, E20b and E20c, which are connected to the three phase ⁇ line 80 of FIG. 1
  • the three phases of the three-phase line 80 are indicated in FIG. 2 by the reference symbols LI, L2 and L3.
  • the converter device 20 has three series circuits 200 which are connected in a delta, the series-connected components of which are not shown in more detail in FIG. 2 for reasons of clarity.
  • FIG. 3 shows an embodiment for a series ⁇ circuit 200 that may be used in the converter means 20 according to FIG. 2
  • the series circuit 200 according to FIG. 3 has a current sensor 210 which is preferably connected to the drive circuit 30 according to FIG. 1, a plurality of submodules 220 and an inductance 230. Of the Current sensor 210, sub-modules 220 and inductor 230 are electrically connected in series. The series connection of the sub-modules 220 takes place via their input terminals E220a and E220b.
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a submodule 220 that can be used in the series circuit 200 according to FIG.
  • the sub-module 220 comprises an input module 221 which is an AC / DC (AC / DC) conversion converter module, a boosting module.
  • AC / DC AC / DC
  • the input module 221, the step-up buck converter 222, the protection module 225, and the memory module 223 are arranged in cascade one behind the other. This means that the outputs A221a and A221b of the input module 221 to the inputs E222a and E222b of the boost-buck converter 222 and the outputs A222a and A222b of the boost-buck converter 222 to the A ⁇ gears E225a and E225B the protection module 225 and the outputs A225a and A225b of the protection module 225 are connected to the inputs E223a and E223b of the memory module 223.
  • the A ⁇ gears E221a and E221b the input module 221 according to Figure 4 form the inputs E220A and E220b of the submodule 220, to form the series connection of the sub-modules 220 (see FIG. 3) to the inputs E221a and E221b of input modules 221 upstream and downstream Submodules 220 are maral ⁇ tet in series (see Figure 3).
  • the memory module 223 preferably has one or more double-layer capacitors as an energy store, which are not shown in more detail in FIG. 4 for reasons of clarity.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment of an input module 221 that can be used in the submodule 220 according to FIG.
  • the input module 221 comprises two switching elements te Sl and S2, to each of which a diode is connected in parallel.
  • the switching elements Sl and S2 may be, for example, semiconductor switches, for. In the form of transistors.
  • the outputs of the input module 221 are presented in Figures 4 and 5 by the reference numerals A221a and A221b and connected to the inputs of the E222a and E222b nachge ⁇ arranged step-down converter 222nd
  • the actuation of the switching elements S1 and S2 of the input module 221 is preferably carried out by the drive circuit 30 according to FIG. 1 as a function of the current and voltage values which the drive circuit 30 detects and evaluates.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment of an input module 221 which can be used in the submodule 220 according to FIG.
  • the input module 221 comprises four switching elements Sl, S2, S3 and S4, to each of which a diode is connected in parallel.
  • the four switching elements Sl to S4 are connected in the form of an H-bridge circuit and are preferably of the drive circuit 30 according to Figure 1 in
  • the outputs of the input module 221 are ren in the Figu- 4 to 6 by the reference numerals A221a and A221b in and connected to the inputs of the E222a and E222b nachgeordne ⁇ th boost-buck converter 222nd
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a boost-set converter 222 which can be used in the sub-module 220 according to FIG.
  • the step-up step-down divider 222 according to FIG. 7 has four switching elements S5, S6, S7 and S8, to each of which a diode is connected in parallel.
  • the four switching elements S5, S6, S7 and S8 are connected in the form of an H-bridge circuit H222 whose outer terminals form the inputs E222a and E222b of the boost-set-down converter 222.
  • Connected in parallel with the H-bridge circuit H222 is a capacitor C which is thus also parallel to the input terminals ⁇ E222a and E222b of the boost-buck converter 222nd
  • Center connections Ml and M2 of the H-bridge circuit H222 are connected via an inductance L, preferably in the form of a throttle, to the output terminals A222a and A222b of
  • Step-up buck 222 connected.
  • H222 preferably in the form of a throttle at the respective output terminal A222a and A222b of the boost-buck converter 222 is ⁇ be included.
  • the output terminals A222a and A222b of the boost-buck ⁇ actuator 222 are connected to the input terminals E225a and E225B of the downstream protection module 225 (see FIG. 4) connected.
  • FIG. 8 shows a further exemplary embodiment of a boost-set-down divider 222 which can be used in the sub-module 220 according to FIG.
  • the step-up step-down divider 222 according to FIG. 7 has two switching elements S5 and S6, to each of which a diode is connected in parallel.
  • the two switching elements S5 and S6 are connected in series.
  • a capacitor C Connected in parallel with the series circuit of the switching elements S5 and S6 is a capacitor C which is thus also paral lel to the input terminals ⁇ E222a E222b and the step-down converter 222nd
  • a center connection of the series circuit Ml is integrally ⁇ joined via an inductor L, preferably in the form of a throttle, gear connection to the training A222a of the boost-buck converter 222nd
  • the output terminals A222a and A222b of the boost-buck ⁇ actuator 222 are connected to the input terminals E225a and E225B of the downstream protection module 225 (see FIG. 4) connected.
  • the actuation of the two switching elements S5 and S6 is preferably carried out by the drive circuit 30 according to FIG. 1 as a function of the measured values supplied by the two sensors 40 and 50 and the other sensors already mentioned but not shown in detail.
  • FIG 9 shows an embodiment of a protection module 225, the used in the sub-module 220 according to Figure 4 who can ⁇ .
  • the protection module 225 comprises three actuators Al, A2 and A3, of which a first actuator AI between an internal check circuit Q225 of the protection module 225, and the 9 un ⁇ direct in the figure input terminal E225B the protection module is connected 225, a second actuator A2 connected between the in the figure 9 the upper output terminal A225a of the protection module 225 and is connected in ⁇ Neren connection Q225 of the protection module 225, and a third actuator A3 between the upper in the figure 9 input terminal E225a the protection module 225 and the internal terminal Q225 of the protection module 225 is.
  • the first actuator AI is a switch, preferably an irreversibly switching, in particular a pyrotechnically driven switch.
  • the second and third actuators A2 and A3 are preferably fuses.
  • the protection module 225 also includes a current sensor 500 for measuring the current I225e at the input terminal E225a of FIG.
  • the protection module 225 a current sensor 510 for measuring the Stro ⁇ mes 1225a at the output terminal E225a the protection module 225, and a voltage sensor 530 for measuring the voltage between the output terminals U225 A225a and A225b of the protection module 225.
  • the protection module 225 is integrated with a Auslöseein- equipped 540 which generates a trigger signal ST1 to a ⁇ switch or electrical closing of the first actuator AI when at least one of the values of the current sensor 500, the current sensor 510 or voltage sensor 530, a fault occurs, indicates, in particular reaches or exceeds a predetermined threshold.
  • the trip unit 540 is preferably configured to generate the trip signal ST1 when the magnitude of the current I225e is a predetermined first current threshold, the magnitude of the current 1225a is a predetermined second current threshold and / or the magnitude of the voltage U225 is between the first and second output terminal of the protection module 225 reaches a specified differently bene voltage threshold or above.
  • the integrated Auslöseein ⁇ 540 is preferably also designed such that it generates a trigger signal ST2, when the amount of current I225e reaches the predetermined first current threshold or below about ⁇ .
  • the triggering signal ST2 transmits the tripping unit 540 to the upstream boost-set down divider 222 and thus switches its switching element S6 in the case of the boost-set-down divider 222 according to FIG. 8 or its switching elements S6 and S8 in the case of the boost-downset divider 222 according to FIG.
  • FIG. 10 shows an embodiment for the release ⁇ unit 540 according to Figure 9 in further detail.
  • the measured value Mw1 is generated by the current sensor 500 (see Figure 9) and indicates the magnitude of the current I225e;
  • the measured value Mw2 is generated by the current sensor 510 and indicates the magnitude of the current 1225a;
  • the measured value Mw3 is generated by the voltage sensor 530 and indicates the magnitude of the voltage U225.
  • the three absolute value generators 550, 551 and 552 form the values from the measured values Mw1 to Mw3 and pass them on to downstream comparators 560, 561 and 562.
  • the comparators 560, 561 and 562 generate on the output side a logi ⁇ cal "one" when the input side applied amount reaches or exceeds a predetermined threshold and other ⁇ if a logical "zero".
  • the output signal of the comparator 560 directly forms the above-mentioned trigger signal ST2 for switching on or electrical closing of switching elements of the upstream boost-set converter 222.
  • OR element 570 Downstream of the comparators 560, 561 and 562 is an OR element 570, on the input side of which the logic output signals of the comparators 560, 561 and 562 are present.
  • the OR gate 570 generates a logical "one” and thus the trigger signal ST1 for switching on or electrical closing of the first actuator AI, if at least one logical "one" is present on the input side, ie if at least one of the measured values of the
  • FIG. 11 shows a further exemplary embodiment of a converter device 20 which can be used in the arrangement 10 according to FIG.
  • the series circuits 200 of the inverter device 20 are not interconnected in a triangle, but in a star shape to form a star connection.
  • the star point formed by the interconnection is identified in FIG. 11 by the reference symbol ST.
  • a return conductor N for example the return conductor of the three-phase line 80 according to FIG. 1, can be connected.
  • the structure of the series circuits 200 is not shown in detail in FIG. 11 for reasons of clarity.
  • the series ⁇ circuits 200 may for example correspond to the series circuits 200 of the converter device 20 according to Figure 2 or be constructed as it has been explained in detail in connection with Figures 3 to 8 above in detail by way of example. With respect to the construction of the series circuits 200 according to FIG. 11, the above explanations thus apply correspondingly.
  • the structure of the series circuits 200 of the converter device 20 may correspond, for example, to the structure of the series circuits 200, as explained in detail in connection with FIGS. 2 to 8 above.
  • FIG. 13 shows an exemplary embodiment of a single-phase converter device 20 which comprises a series circuit 200 having a multiplicity of submodules connected in series and not shown further in FIG. 13 for reasons of clarity.
  • the series connection 200 of the arrangement 20 according to FIG. 13 may correspond in structure to the series connections 200, as have been explained in detail in connection with FIGS. 2 to 8 above.
  • the converter device 20 or the series circuit 200 can be connected to a single-phase AC voltage network (as shown) or alternatively to a DC voltage network, for example to a DC voltage circuit of a high-voltage DC transmission device (HVDC).
  • the input module 221 preferably a DC / DC controller or DC / DC converter.

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  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung (10), die zumindest eine Reihenschaltung (200) mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Teilmodulen (220) und einer Induktivität (230) umfasst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest eines der Teilmodule (220) einer oder mehrerer der Reihenschaltungen (200) einen Hochsetz-Tiefsetzsteller (222) und ein Speichermodul (223) aufweist und elektrisch zwischen den Hochsetz-Tiefsetzsteller (222) und das Speichermodul (223) ein Schutzmodul (225) mit mindestens einem Aktuator (A1, A2, A3) geschaltet ist.

Description

Beschreibung
Elektrische Anordnung mit Teilmodulen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung, die zumindest eine Reihenschaltung mit mindestens zwei in Reihe geschalte¬ ten Teilmodulen und einer Induktivität umfasst.
Eine entsprechende Anordnung ist in der internationalen Pa- tentanmeldung WO 2012/156261 A2 beschrieben. Bei dieser Anordnung handelt es sich um einen Multilevelumrichter .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs angegebenen Art hinsichtlich der Betriebssicherheit zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anordnung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in Un- teransprüchen angegeben.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zumindest eines der Teilmodule einer oder mehrerer der Reihenschaltungen einen Hochsetz-Tiefsetzsteller und ein Speichermodul aufweist und elektrisch zwischen den Hochsetz-Tiefsetzsteller und das Speichermodul ein Schutzmodul mit mindestens einem Aktuator geschaltet ist.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung ist darin zu sehen, dass sich - im Falle eines Fehlers - das
Speichermodul von dem Hochsetz-Tiefsetzsteller mit Hilfe des Aktuators trennen lässt und somit verhindert werden kann, dass die in dem Speichermodul gespeicherte Energie eine Feh¬ lerstelle im Hochsetz-Tiefsetzsteller oder in einem dem Hochsetz-Tiefsetzsteller vorgeordneten Modul der Anordnung speisen und zu weiterer Beschädigung oder kompletten Zerstörung der Anordnung führen kann. Mit anderen Worten kann das Schutzmodul die Anordnung vor innerer Zerstörung durch die Energie des Speichermoduls schützen, nachdem ein Fehlerfall erkannt worden ist und beispielsweise bereits eine Trennung der Anordnung von einem externen Energieverteilnetz stattgefunden hat und eine Speisung der Fehlerstelle von außen durch das Energieverteilnetz bereits unterbunden worden ist. Das Schutzmodul unterbindet also eine interne Speisung der Feh¬ lerstelle und kann Sicherheitseinrichtungen, die zum Trennen der Anordnung von einem externen Energieverteilnetz und zum Unterbinden einer externen Speisung der Fehlerstelle vorgese- hen sind, unterstützen.
Bei der Anordnung handelt es sich vorzugsweise um eine
Umrichteranordnung, insbesondere eine Umrichteranordnung in Form eines Multilevelumrichters .
Vorzugsweise ist der oder einer der Aktuatoren des Schutzmo¬ duls ein elektrischer Schalter, der elektrisch derart angeordnet ist, dass er im eingeschalteten Zustand einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss , mit denen das Schutzmo- dul an den Hochsetz-Tiefsetzsteiler angeschlossen ist, und/oder einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss , mit denen das Schutzmodul an das Speichermodul angeschlossen ist, kurzschließt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Anordnung ist vorgesehen, dass das Schutzmodul einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss zum Anschluss an den Hochsetz- Tiefsetzsteiler und mindestens zwei Aktuatoren aufweist, von denen ein Aktuator zwischen den ersten Eingangsanschluss des Schutzmoduls und einen inneren Anschluss des Schutzmoduls und ein Aktuator zwischen den inneren Anschluss des Schutzmoduls und den zweiten Eingangsanschluss geschaltet ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Anordnung ist vorgesehen, dass das Schutzmodul einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss zum Anschluss an das Speichermodul und mindestens zwei Aktuatoren aufweist, von denen ein Aktuator zwischen den ersten Ausgangsanschluss des Schutzmoduls und einen inneren Anschluss des Schutzmoduls und ein Aktuator zwischen den inneren Anschluss des Schutzmoduls und den zweiten Ausgangsanschluss geschaltet ist. Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn das Schutz¬ modul einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss zum Anschluss an den Hochsetz-Tiefsetzsteiler und einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss zum Anschluss an das Speichermodul aufweist und der zweite Eingangsanschluss und der zweite Ausgangsanschluss miteinander verbunden sind.
Bevorzugt weist das Schutzmodul mindestens drei Aktuatoren auf, von denen ein erster Aktuator zwischen einen inneren Anschluss des Schutzmoduls und den zweiten Eingangsanschluss des Schutzmoduls geschaltet ist, ein zweiter Aktuator zwi¬ schen den ersten Ausgangsanschluss des Schutzmoduls und den inneren Anschluss des Schutzmoduls geschaltet ist und ein dritter Aktuator zwischen den ersten Eingangsanschluss des Schutzmoduls und den inneren Anschluss des Schutzmoduls ge- schaltet ist.
Der erste Aktuator ist vorzugsweise ein Schalter. Mit Blick auf kurze Schaltzeiten und ein sicheres Einschalten bzw. ein sicheres elektrisches Schließen wird es als vorteilhaft ange- sehen, wenn der erste Aktuator ein irreversibel schaltender, insbesondere ein pyrotechnisch angetriebener, Schalter ist.
Der zweite und/oder dritte Aktuator weist vorzugsweise eine Schmelzsicherung auf oder wird durch eine solche gebildet.
Mit Blick auf einen besonders zuverlässigen Schutz der Anordnung wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Schutzmodul eine Auslöseeinheit aufweist, die ein Auslösesignal zum Ein¬ schalten bzw. elektrischen Schließen zumindest eines der Ak- tuatoren, insbesondere des ersten Aktuators, erzeugt, wenn zumindest eine elektrische Größe, insbesondere ein Messwert, einen Fehlerfall anzeigt, insbesondere eine vorgegebene
Schwelle erreicht oder überschreitet. Vorzugsweise ist die Auslöseeinheit derart ausgestaltet, dass sie das Auslösesignal erzeugt, wenn der Betrag des Stromes am ersten oder zweiten Eingangsanschluss des Schutzmoduls eine vorgegebene erste Stromschwelle, der Betrag des Stromes am ersten oder zweiten Ausgangsanschluss des Schutzmoduls eine vorgegebene zweite Stromschwelle und/oder der Betrag der Spannung zwischen dem ersten und zweiten Ausgangsanschluss des Schutzmoduls eine vorgegebene Spannungsschwelle erreicht oder überschreitet.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Auslöseeinheit derart aus¬ gestaltet ist, dass sie zumindest einen Schalter in dem vor¬ geordneten Hochsetz-Tiefsetzsteiler einschaltet, wenn der Be- trag des Stromes am ersten oder zweiten Eingangsanschluss des Schutzmoduls die erste Stromschwelle erreicht oder über¬ schreitet .
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zum Betreiben einer Anordnung, die zumindest eine Reihenschaltung mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Teilmodu¬ len und einer Induktivität umfasst.
Bezüglich eines solchen Verfahrens ist erfindungsgemäß vorge- sehen, dass zumindest eines der Teilmodule einer oder mehre¬ rer der Reihenschaltungen einen Hochsetz-Tiefsetzsteller und ein Speichermodul umfasst und elektrisch zwischen den
Hochsetz-Tiefsetzsteller und das Speichermodul ein Schutzmo¬ dul mit mindestens einem Aktuator geschaltet ist und das Schutzmodul den Hochsetz-Tiefsetzsteller von dem Speichermodul trennt, wenn zumindest eine elektrische Größe einen Feh¬ lerfall anzeigt.
Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anordnung verwiesen. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie¬ len näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße
Anordnung,
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel für eine
Umrichtereinrichtung, die bei der Anordnung gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann und eine Dreieck- Schaltung aufweist,
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel für eine mehrere Teilmodule aufweisende Reihenschaltung, die bei der Umrichtereinrichtung gemäß Figur 2 eingesetzt wer- den kann,
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel für ein Teilmodul, das bei der Reihenschaltung gemäß Figur 3 eingesetzt werden kann,
Figur 5 ein Ausführungsbeispiel für ein Eingangsmodul, das bei dem Teilmodul gemäß Figur 4 eingesetzt werden kann, Figur 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Eingangs¬ modul, das bei dem Teilmodul gemäß Figur 4 einge¬ setzt werden kann,
Figur 7 ein Ausführungsbeispiel für einen Hochsetz-
Tiefsetzsteiler, der bei dem Teilmodul gemäß Figur
4 eingesetzt werden kann,
Figur 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen
Hochsetz-Tiefsetzsteiler, der bei dem Teilmodul gemäß Figur 4 eingesetzt werden kann, Figur 9 ein Ausführungsbeispiel für ein Schutzmodul, das bei dem Teilmodul gemäß Figur 4 eingesetzt werden kann, Figur 10 ein Ausführungsbeispiel für eine Auslöseeinheit für das Schutzmodul gemäß Figur 9,
Figur 11 ein Ausführungsbeispiel für eine
Umrichtereinrichtung, die bei der Anordnung gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann und eine Sternschal¬ tung aufweist,
Figur 12 ein Ausführungsbeispiel für eine
Umrichtereinrichtung, die bei der Anordnung gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann und eine Brückenschaltung aufweist, und
Figur 13 ein Ausführungsbeispiel für eine einphasige
Umrichtereinrichtung, die bei einer einphasigen An- Ordnung eingesetzt werden kann.
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet .
Die Figur 1 zeigt eine Anordnung 10, die eine
Umrichtereinrichtung 20, eine Ansteuerschaltung 30, einen Stromsensor 40 sowie einen Spannungssensor 50 umfasst. Die Umrichtereinrichtung 20 weist drei Eingangswechselspan- nungsanschlüsse E20a, E20b und E20c auf, die an eine dreipha¬ sige elektrische Leitung 80 angeschlossen sind. Über die dreiphasige Leitung 80 steht die Umrichtereinrichtung 20 mit einer Anschlussschiene 90 und einem nur schematisch angedeu- teten Energieverteilnetz 100 in Verbindung.
Die Anordnung 10 gemäß Figur 1 kann beispielsweise wie folgt betrieben werden: Die Ansteuerschaltung 30 misst mittels des Stromsensors 40 den eingangsseitig in die Umrichtereinrichtung 20 hineinflie¬ ßenden (oder aus dieser herausfließenden) dreiphasigen Ein- gangswechselstrom Ie und mit dem Spannungssensor 50 die an der Umrichtereinrichtung 20 anliegende dreiphasige Eingangs¬ spannung und bestimmt mit diesen Messwerten den Zustand des Energieverteilnetzes 100. Außerdem ermittelt sie anhand von Messwerten, die von nicht weiter gezeigten Strom- und/oder Spannungssensoren innerhalb der Umrichtereinrichtung 20 er- fasst werden, den Arbeitszustand der Umrichtereinrichtung 20.
Mit Hilfe der Messwerte ermittelt die Ansteuerschaltung 30 eine optimale Ansteuerung der Umrichtereinrichtung 20 derart, dass das Energieverteilnetz 100 einen möglichst optimalen
Netzzustand annimmt und sich die Umrichtereinrichtung 20 in einem günstigen Arbeitszustand befindet, in dem jederzeit Leistung zur Verfügung gestellt oder aufgenommen werden kann. Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine
Umrichtereinrichtung 20, die bei der Anordnung 10 gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann. Man erkennt die drei Eingangswech- selspannungsanschlüsse E20a, E20b und E20c, die an die drei¬ phasige Leitung 80 gemäß Figur 1 angeschlossen sind. Die drei Phasen der dreiphasigen Leitung 80 sind in der Figur 2 mit dem Bezugszeichen LI, L2 und L3 gekennzeichnet.
Die Umrichtereinrichtung 20 weist drei im Dreieck verschaltete Reihenschaltungen 200 auf, deren in Reihe geschaltete Kom- ponenten aus Gründen der Übersicht in der Figur 2 nicht näher dargestellt sind.
Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Reihen¬ schaltung 200, die bei der Umrichtereinrichtung 20 gemäß Fi- gur 2 eingesetzt werden kann. Die Reihenschaltung 200 gemäß Figur 3 weist einen vorzugsweise an die Ansteuerschaltung 30 gemäß Figur 1 angeschlossenen Stromsensor 210, eine Vielzahl an Teilmodulen 220 sowie eine Induktivität 230 auf. Der Stromsensor 210, die Teilmodule 220 sowie die Induktivität 230 sind elektrisch in Reihe geschaltet. Die Reihenschaltung der Teilmodule 220 erfolgt über deren Eingangsanschlüsse E220a und E220b.
Die Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Teilmodul 220, das bei der Reihenschaltung 200 gemäß Figur 3 eingesetzt werden kann. Das Teilmodul 220 umfasst ein Eingangsmodul 221, bei dem es sich um ein Umrichtermodul zur AC/DC (Wechselspan- nungs/Gleichspannungs) -Umsetzung handelt, einen Hochsetz-
Tiefsetzsteller 222, ein Speichermodul 223 und ein zwischen den Hochsetz-Tiefsetzsteller 222 und das Speichermodul 223 geschaltetes Schutzmodul 225. Das Eingangsmodul 221, der Hochsetz-Tiefsetzsteller 222, das Schutzmodul 225 und das Speichermodul 223 sind kaskadiert hintereinander angeordnet. Dies bedeutet, dass die Ausgänge A221a und A221b des Eingangsmoduls 221 an die Eingänge E222a und E222b des Hochsetz-Tiefsetzstellers 222 und die Ausgänge A222a und A222b des Hochsetz-Tiefsetzstellers 222 an die Ein¬ gänge E225a und E225b des Schutzmoduls 225 und die Ausgänge A225a und A225b des Schutzmoduls 225 an die Eingänge E223a und E223b des Speichermoduls 223 angeschlossen sind. Die Ein¬ gänge E221a und E221b des Eingangsmoduls 221 gemäß Figur 4 bilden die Eingänge E220a und E220b des Teilmoduls 220, die zur Bildung der Reihenschaltung der Teilmodule 220 (vgl. Figur 3) mit den Eingängen E221a und E221b von Eingangsmodulen 221 vor- und nachgeordneter Teilmodule 220 in Reihe geschal¬ tet sind (vgl. Figur 3) .
Das Speichermodul 223 weist als Energiespeicher vorzugsweise einen oder mehrere Doppelschichtkondensatoren auf, die in der Figur 4 aus Gründen der Übersicht nicht näher dargestellt sind .
Die Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Eingangsmo¬ dul 221, das bei dem Teilmodul 220 gemäß Figur 4 eingesetzt werden kann. Das Eingangsmodul 221 umfasst zwei Schaltelemen- te Sl und S2, zu denen jeweils eine Diode parallel geschaltet ist. Bei den Schaltelementen Sl und S2 kann es sich beispielsweise um Halbleiterschalter, z. B. in Form von Transistoren, handeln. Die Ausgänge des Eingangsmoduls 221 sind in den Figuren 4 und 5 mit den Bezugszeichen A221a und A221b gekennzeichnet und an die Eingänge E222a und E222b des nachge¬ ordneten Hochsetz-Tiefsetzstellers 222 angeschlossen.
Die Ansteuerung der Schaltelemente Sl und S2 des Eingangsmo- duls 221 erfolgt vorzugsweise durch die Ansteuerschaltung 30 gemäß Figur 1 in Abhängigkeit von den Strom- und Spannungs¬ werten, die die Ansteuerschaltung 30 erfasst und auswertet.
Die Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Eingangsmodul 221, das bei dem Teilmodul 220 gemäß Figur 4 eingesetzt werden kann. Das Eingangsmodul 221 umfasst vier Schaltelemente Sl, S2, S3 und S4, zu denen jeweils eine Diode parallel geschaltet ist. Die vier Schaltelemente Sl bis S4 sind in Form einer H-Brückenschaltung verschaltet und werden vorzugsweise von der Ansteuerschaltung 30 gemäß Figur 1 in
Abhängigkeit von den Strom- und Spannungswerten angesteuert, die von den beiden Sensoren 40 und 50 und den übrigen bereits erwähnten, aber nicht näher gezeigten, Sensoren geliefert werden. Die Ausgänge des Eingangsmoduls 221 sind in den Figu- ren 4 bis 6 mit den Bezugszeichen A221a und A221b gekennzeichnet und an die Eingänge E222a und E222b des nachgeordne¬ ten Hochsetz-Tiefsetzstellers 222 angeschlossen.
Die Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Hochsetz- Tiefsetzsteller 222, der bei dem Teilmodul 220 gemäß Figur 4 eingesetzt werden kann. Der Hochsetz-Tiefsetzsteiler 222 gemäß Figur 7 weist vier Schaltelemente S5, S6, S7 und S8 auf, zu denen jeweils eine Diode parallel geschaltet ist. Die vier Schaltelemente S5, S6, S7 und S8 sind in Form einer H- Brückenschaltung H222 verschaltet, deren äußere Anschlüsse die Eingänge E222a und E222b des Hochsetz-Tiefsetzstellers 222 bilden. Zu der H-Brückenschaltung H222 parallel geschaltet ist ein Kondensator C, der somit ebenfalls parallel zu den Eingangs¬ anschlüssen E222a und E222b des Hochsetz-Tiefsetzstellers 222 liegt .
Mittenanschlüsse Ml und M2 der H-Brückenschaltung H222 sind über jeweils eine Induktivität L, vorzugsweise in Form einer Drossel, an die Ausgangsanschlüsse A222a und A222b des
Hochsetz-Tiefsetzstellers 222 angeschlossen. Alternativ kann auch nur einer der beiden Mittenanschlüsse Ml oder M2 der H- Brückenschaltung H222 über eine Induktivität L, vorzugsweise in Form einer Drossel, an den jeweiligen Ausgangsanschluss A222a bzw. A222b des Hochsetz-Tiefsetzstellers 222 ange¬ schlossen sein.
Die Ausgangsanschlüsse A222a und A222b des Hochsetz-Tiefsetz¬ stellers 222 sind an die Eingangsanschlüsse E225a und E225b des nachgeschalteten Schutzmoduls 225 (vgl. Figur 4) angeschlossen .
Die Ansteuerung der vier Schaltelemente S5, S6, S7 und S8 er¬ folgt vorzugsweise durch die Ansteuerschaltung 30 gemäß Figur 1 in Abhängigkeit von den Messwerten, die von den beiden Sensoren 40 und 50 und den übrigen bereits erwähnten, aber nicht näher gezeigten, Sensoren geliefert werden.
Die Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Hochsetz-Tiefsetzsteiler 222, der bei dem Teilmodul 220 gemäß Figur 4 eingesetzt werden kann. Der Hochsetz-Tiefsetzsteiler 222 gemäß Figur 7 weist zwei Schaltelemente S5 und S6 auf, zu denen jeweils eine Diode parallel geschaltet ist. Die zwei Schaltelemente S5 und S6 sind in Reihe geschaltet.
Zu der Reihenschaltung der Schaltelemente S5 und S6 parallel geschaltet ist ein Kondensator C, der somit ebenfalls paral¬ lel zu den Eingangsanschlüssen E222a und E222b des Hochsetz- Tiefsetzstellers 222 liegt. Ein Mittenanschluss Ml der Reihenschaltung ist über eine Induktivität L, vorzugsweise in Form einer Drossel, an den Aus- gangsanschluss A222a des Hochsetz-Tiefsetzstellers 222 ange¬ schlossen .
Die Ausgangsanschlüsse A222a und A222b des Hochsetz-Tiefsetz¬ stellers 222 sind an die Eingangsanschlüsse E225a und E225b des nachgeschalteten Schutzmoduls 225 (vgl. Figur 4) angeschlossen .
Die Ansteuerung der zwei Schaltelemente S5 und S6 erfolgt vorzugsweise durch die Ansteuerschaltung 30 gemäß Figur 1 in Abhängigkeit von den Messwerten, die von den beiden Sensoren 40 und 50 und den übrigen bereits erwähnten, aber nicht näher gezeigten, Sensoren geliefert werden.
Die Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schutzmodul 225, das bei dem Teilmodul 220 gemäß Figur 4 eingesetzt wer¬ den kann.
Das Schutzmodul 225 weist drei Aktuatoren AI, A2 und A3 auf, von denen ein erster Aktuator AI zwischen einen inneren An- schluss Q225 des Schutzmoduls 225 und den in der Figur 9 un¬ teren Eingangsanschluss E225b des Schutzmoduls 225 geschaltet ist, ein zweiter Aktuator A2 zwischen den in der Figur 9 oberen Ausgangsanschluss A225a des Schutzmoduls 225 und den in¬ neren Anschluss Q225 des Schutzmoduls 225 geschaltet ist und ein dritter Aktuator A3 zwischen den in der Figur 9 oberen Eingangsanschluss E225a des Schutzmoduls 225 und den inneren Anschluss Q225 des Schutzmoduls 225 geschaltet ist.
Bei dem ersten Aktuator AI handelt es sich um einen Schalter, vorzugsweise um einen irreversibel schaltenden, insbesondere einen pyrotechnisch angetriebenen Schalter.
Bei dem zweiten und dritten Aktuator A2 und A3 handelt es sich vorzugsweise um Schmelzsicherungen. Das Schutzmodul 225 weist außerdem einen Stromsensor 500 zum Messen des Stromes I225e am Eingangsanschluss E225a des
Schutzmoduls 225, einen Stromsensor 510 zum Messen des Stro¬ mes 1225a am Ausgangsanschluss E225a des Schutzmoduls 225 und einen Spannungssensor 530 zum Messen der Spannung U225 zwischen den Ausgangsanschlüssen A225a und A225b des Schutzmoduls 225 auf.
Darüber hinaus ist das Schutzmodul 225 mit einer Auslöseein- heit 540 ausgestattet, die ein Auslösesignal ST1 zum Ein¬ schalten bzw. elektrischen Schließen des ersten Aktuators AI erzeugt, wenn zumindest einer der Messwerte des Stromsensors 500, des Stromsensors 510 oder des Spannungssensors 530 einen Fehlerfall anzeigt, insbesondere eine vorgegebene Schwelle erreicht oder überschreitet.
Die Auslöseeinheit 540 ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass sie das Auslösesignal ST1 erzeugt, wenn der Betrag des Stromes I225e eine vorgegebene erste Stromschwelle, der Be- trag des Stromes 1225a eine vorgegebene zweite Stromschwelle und/oder der Betrag der Spannung U225 zwischen dem ersten und zweiten Ausgangsanschluss des Schutzmoduls 225 eine vorgege¬ bene Spannungsschwelle erreicht oder überschreitet. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 9 ist die Auslöseein¬ heit 540 vorzugsweise außerdem derart ausgestaltet, dass sie ein Auslösesignal ST2 erzeugt, wenn der Betrag des Stromes I225e die vorgegebene erste Stromschwelle erreicht oder über¬ schreitet. Das Auslösesignal ST2 überträgt die Auslöseeinheit 540 zu dem vorgeordneten Hochsetz-Tiefsetzsteiler 222 und schaltet damit dessen Schaltelement S6 im Falle des Hochsetz- Tiefsetzsteiler 222 gemäß Figur 8 oder dessen Schaltelemente S6 und S8 im Falle des Hochsetz-Tiefsetzsteiler 222 gemäß Figur 7 ein.
Die Figur 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Auslöse¬ einheit 540 gemäß Figur 9 näher im Detail. Man erkennt drei Betragsbildner 550, 551 und 552, an denen eingangsseitig Messwerte Mwl, Mw2 bzw. Mw3 anliegen. Der Messwert Mwl wird vom Stromsensor 500 (vgl. Figur 9) erzeugt und gibt die Größe des Stroms I225e an; der Messwert Mw2 wird vom Stromsensor 510 erzeugt und gibt die Größe des Stromes 1225a an; und der Messwert Mw3 wird vom Spannungssensor 530 erzeugt und gibt die Größe der Spannung U225 an.
Die drei Betragsbildner 550, 551 und 552 bilden von den Messwerten Mwl bis Mw3 die Beträge und leiten diese an nachgeord- nete Komparatoren 560, 561 und 562 weiter. Die Komparatoren 560, 561 und 562 erzeugen ausgangsseitig jeweils eine logi¬ sche "Eins", wenn der eingangsseitig anliegende Betrag eine vorgegebene Schwelle erreicht oder überschreitet und andern¬ falls eine logische "Null". Das Ausgangssignal des Kompara- tors 560 bildet unmittelbar das oben erwähnte Auslösesignal ST2 zum Einschalten bzw. elektrischen Schließen von Schaltelementen des vorgeordneten Hochsetz-Tiefsetzstellers 222.
Den Komparatoren 560, 561 und 562 nachgeordnet ist ein Oder- Glied 570, an dem eingangsseitig die logischen Ausgangssigna¬ le der Komparatoren 560, 561 und 562 anliegen. Das Oder-Glied 570 erzeugt einen logische "Eins" und damit das Auslösesignal ST1 zum Einschalten bzw. elektrischen Schließen des ersten Aktuators AI, wenn zumindest eine logische "Eins" eingangs- seitig anliegt, wenn also zumindest einer der Messwerte des
Stromsensors 500, des Stromsensors 510 oder des Spannungssen¬ sors 530 einen Fehlerfall anzeigt, insbesondere eine vorgege¬ bene Schwelle erreicht oder überschreitet. Die Figur 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Umrichtereinrichtung 20, die bei der Anordnung 10 gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann. Im Unterschied zu dem Ausführungs¬ beispiel gemäß Figur 2 sind die Reihenschaltungen 200 der Umrichtereinrichtung 20 nicht im Dreieck verschaltet, sondern sternförmig unter Bildung einer Sternschaltung. Der durch die Verschaltung gebildete Sternpunkt ist in der Figur 11 mit dem Bezugszeichen ST gekennzeichnet. An den Sternpunkt ST kann ein Rückleiter N, beispielsweise der Rückleiter der dreiphasigen Leitung 80 gemäß Figur 1, angeschlossen werden.
Der Aufbau der Reihenschaltungen 200 ist in der Figur 11 aus Gründen der Übersicht nicht näher dargestellt. Die Reihen¬ schaltungen 200 können beispielsweise den Reihenschaltungen 200 der Umrichtereinrichtung 20 gemäß Figur 2 entsprechen bzw. so aufgebaut sein, wie dies im Zusammenhang mit den Figuren 3 bis 8 oben im Detail beispielhaft erläutert worden ist. Bezüglich des Aufbaus der Reihenschaltungen 200 gemäß Figur 11 gelten die obigen Ausführungen somit entsprechend.
Die Figur 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Umrich¬ tereinrichtung 20, bei der Reihenschaltungen 200, die jeweils mindestens zwei in Reihe geschaltete und aus Gründen der
Übersicht in der Figur 12 nicht gezeigte Teilmodule aufwei¬ sen, eine Brückenschaltung 400 bilden.
Der Aufbau der Reihenschaltungen 200 der Umrichtereinrichtung 20 kann beispielsweise dem Aufbau der Reihenschaltungen 200 entsprechen, wie sie im Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 8 oben im Detail erläutert worden sind.
Die Figur 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine einphasi- ge Umrichtereinrichtung 20, die eine Reihenschaltung 200 mit einer Vielzahl an in Reihe geschalteten und in der Figur 13 aus Gründen der Übersicht nicht weiter dargestellten Teilmodulen umfasst. Die Reihenschaltung 200 der Anordnung 20 gemäß Figur 13 kann von ihrem Aufbau den Reihenschaltungen 200 ent- sprechen, wie sie im Zusammenhang mit den Figuren 2 bis 8 oben im Detail erläutert worden sind.
Die Umrichtereinrichtung 20 bzw. die Reihenschaltung 200 kann an ein einphasiges Wechselspannungsnetz (wie gezeigt) oder alternativ an ein Gleichspannungsnetz, beispielsweise an einen Gleichspannungskreis einer Hochspannungs-Gleichstrom- Übertragungseinrichtung (HGÜ) , angeschlossen werden. Im letztgenannten Fall handelt es sich bei dem Eingangsmodul 221 vorzugsweise um einen DC/DC-Steller bzw. Gleichspannungs/- Gleichspannungs-Umsetzer .
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs- beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugs zeichenliste
10 Anordnung
20 Umrichtereinrichtung
30 Ansteuerschaltung
40 Stromsensor
50 Spannungssensor
80 elektrische Leitung
90 Anschlussschiene
100 Energieverteilnetz
110 elektrische Gleichstromleitung
200 Reihenschaltung
210 Stromsensor
220 Teilmodule
221 Eingangsmodul
222 Hochsetz-Tiefsetzsteiler
223 Speichermodul
225 Schutzmodul
230 Induktivität
400 Brückenschaltung
500 Stromsensor
510 Stromsensor
530 Spannungssensor
540 Auslöseeinheit
550 Betragsbildner
551 Betragsbildner
552 Betragsbildner
560 Komparator
561 Komparator
562 Komparator
570 Oder-Glied
AI Aktuator
A2 Aktuator
A3 Aktuator
A221a Ausgangsanschluss des Eingangsmoduls
A221b Ausgangsanschluss des Eingangsmoduls
A222a Ausgangsanschluss des Hochsetz-Tiefsetzstellers A222b Ausgangsanschluss des Hochsetz-Tiefsetzstellers
A225a Ausgangsanschluss des Schutzmoduls
A225b Ausgangsanschluss des Schutzmoduls
C Kondensator
E20a Eingangswechselspannungsanschluss
E2 Ob Eingangswechselspannungsanschluss
E2 Oc Eingangswechselspannungsanschluss
E220a Eingangsanschluss des Teilmoduls
E220b Eingangsanschluss des Teilmoduls
E221a Eingangsanschluss des Eingangsmoduls
E221b Eingangsanschluss des Eingangsmoduls
E222a Eingangsanschluss des Hochsetz-Tiefsetzstellers
E222b Eingangsanschluss des Hochsetz-Tiefsetzstellers
E223a Eingangsanschluss des Speichermoduls
E223b Eingangsanschluss des Speichermoduls
H222 H-Brückenschaltung
E225a Eingangsanschluss des Schutzmoduls
E225b Eingangsanschluss des Schutzmoduls
I225e Strom
1225a Strom
Ie Eingangswechselstrom
L Induktivität
LI Phase
L2 Phase
L3 Phase
Ml Mittenanschluss
M2 Mittenanschluss
Mwl Messwert
Mw2 Messwert
Mw3 Messwert
N Rückleiter
Q225 innerer Anschluss des Schutzmoduls
ST Sternpunkt
ST1 Auslösesignal
ST2 Auslösesignal
51 Schaltelement
52 Schaltelement
53 Schaltelement Schaltelement Schaltelement Schaltelement Schaltelement Schaltelement Spannung

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung (10), die zumindest eine Reihenschaltung (200) mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Teilmodulen (220) und einer Induktivität (230) umfasst,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- zumindest eines der Teilmodule (220) einer oder mehrerer der Reihenschaltungen (200) einen Hochsetz-Tiefsetzsteller (222) und ein Speichermodul (223) aufweist und
- elektrisch zwischen den Hochsetz-Tiefsetzsteller (222) und das Speichermodul (223) ein Schutzmodul (225) mit mindes¬ tens einem Aktuator (AI, A2, A3) geschaltet ist.
2. Anordnung (10) nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der oder einer der Aktuatoren (AI) des Schutzmoduls (225) ein elektrischer Schalter ist, der elektrisch derart angeordnet ist, dass er im eingeschalteten Zustand einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss , mit denen das Schutzmodul (225) an den Hochsetz-Tiefsetzsteller (222) angeschlossen ist, und/oder einen ersten und einen zweiten Ausgangsan- schluss, mit denen das Schutzmodul (225) an das Speichermodul (223) angeschlossen ist, kurzschließt.
3. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Schutzmodul (225) einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss zum Anschluss an den Hochsetz-Tiefsetzsteller (222) und mindestens zwei Aktuatoren (AI, A3) aufweist, von denen ein Aktuator (A3) zwischen den ersten Eingangsanschluss des Schutzmoduls (225) und einen inneren Anschluss des
Schutzmoduls (225) und ein Aktuator (AI) zwischen den inneren Anschluss des Schutzmoduls (225) und den zweiten Eingangsan¬ schluss geschaltet ist.
4. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Schutzmodul (225) einen ersten und einen zweiten Aus¬ gangsanschluss zum Anschluss an das Speichermodul (223) und mindestens zwei Aktuatoren (AI, A2) aufweist, von denen ein Aktuator (A2) zwischen den ersten Ausgangsanschluss des
Schutzmoduls (225) und einen inneren Anschluss des Schutzmo¬ duls (225) und ein Aktuator (AI) zwischen den inneren Anschluss des Schutzmoduls (225) und den zweiten Ausgangsan¬ schluss geschaltet ist.
5. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
- das Schutzmodul (225) einen ersten und einen zweiten Ein- gangsanschluss zum Anschluss an den Hochsetz-Tiefsetz¬ steiler (222) und einen ersten und einen zweiten Ausgangs- anschluss zum Anschluss an das Speichermodul (223) auf¬ weist und
- der zweite Eingangsanschluss und der zweite Ausgangsan¬ schluss miteinander verbunden sind.
6. Anordnung (10) nach Anspruch 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Schutzmodul (225) mindestens drei Aktuatoren (AI, A2, A3) aufweist, von denen
- ein erster Aktuator (AI) zwischen einen inneren Anschluss des Schutzmoduls (225) und den zweiten Eingangsanschluss des Schutzmoduls (225) geschaltet ist,
- ein zweiter Aktuator (A2) zwischen den ersten Ausgangsanschluss des Schutzmoduls (225) und den inneren Anschluss des Schutzmoduls (225) geschaltet ist und
- ein dritter Aktuator (A3) zwischen den ersten Eingangsanschluss des Schutzmoduls (225) und den inneren Anschluss des Schutzmoduls (225) geschaltet ist.
7. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der erste Aktuator (AI) ein Schalter ist.
8. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der erste Aktuator (AI) ein irreversibel schaltender, insbesondere ein pyrotechnisch angetriebener, Schalter ist.
9. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der zweite Aktuator (A2) eine Schmelzsicherung ist.
10. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der dritte Aktuator (A3) eine Schmelzsicherung ist.
11. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Schutzmodul (225) eine Auslöseeinheit (540) aufweist, die ein Auslösesignal (ST1) zum Einschalten oder elektrischen Schließen zumindest eines der Aktuatoren (AI, A2, A3), insbesondere des ersten Aktuators (AI), erzeugt, wenn zumindest eine elektrische Größe, insbesondere ein Messwert, einen Feh- lerfall anzeigt, insbesondere eine vorgegebene Schwelle er¬ reicht oder überschreitet.
12. Anordnung (10) nach Anspruch 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Auslöseeinheit (540) derart ausgestaltet ist, dass sie das Auslösesignal (ST1) erzeugt, wenn der Betrag des Stromes am ersten oder zweiten Eingangsanschluss des Schutzmoduls (225) eine vorgegebene erste Stromschwelle, der Betrag des Stromes am ersten oder zweiten Ausgangsanschluss des Schutz- moduls (225) eine vorgegebene zweite Stromschwelle und/oder der Betrag der Spannung zwischen dem ersten und zweiten Ausgangsanschluss des Schutzmoduls (225) eine vorgegebene Span¬ nungsschwelle erreicht oder überschreitet.
13. Anordnung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche 11 bis 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Auslöseeinheit (540) derart ausgestaltet ist, dass sie zumindest einen Schalter (S6, S6 und S8) in dem vorgeordneten Hochsetz-Tiefsetzsteiler (222) einschaltet, wenn der Betrag des Stromes am ersten oder zweiten Eingangsanschluss des Schutzmoduls (225) die erste Stromschwelle erreicht oder überschreitet .
14. Verfahren zum Betreiben einer Anordnung (10), die zumindest eine Reihenschaltung (200) mit mindestens zwei in Reihe geschalteten Teilmodulen (220) und einer Induktivität (230) umfasst, ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- zumindest eines der Teilmodule (220) einer oder mehrerer der Reihenschaltungen (200) einen Hochsetz-Tiefsetzsteller (222) und ein Speichermodul (223) umfasst und elektrisch zwischen den Hochsetz-Tiefsetzsteller (222) und das Speichermodul (223) ein Schutzmodul (225) mit mindestens einem Aktuator (AI, A2, A3) geschaltet ist und
- das Schutzmodul (225) den Hochsetz-Tiefsetzsteller (222) von dem Speichermodul (223) trennt, wenn zumindest eine elektrische Größe einen Fehlerfall anzeigt.
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